CN107165628B - 环空多级取样式测砂仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环空多级取样式测砂仪。主要解决现有的取样测砂仪一次下井仅能在出砂层取一个样品、不能分层取样、定量分析的问题。其特征在于：所述微电机推杆机构（1）底部连接有推杆（2），中心管（4）内部置有滑杆套（10），滑杆套（10）及固定套（6）的内部设有控制杆（5），所述控制杆（5）的凸沿底部设有限位套（8），所述滑杆套（10）中段外部套有定位弹簧（11），定位弹簧（11）底部设有若干个砂样隔离片，滑杆套（10）底部连接有导杆（16），所述控制杆（5）下段外表面设有周向的环槽；中心管（4）底部连接有集砂筒（17）。该环空多级取样式测砂仪可以多级分层取样，并进行定量分析。
Description
技术领域
本发明涉及油田测井领域，具体说是一种环空多级取样式测砂仪。
背景技术
国内油田一部分油井、气井经过一个时期的生产或进行作业改造后，有些产出层随产出液或气将排出砂质颗粒，这部分砂质颗粒主要源于产出井本身地层及产出井作业改造的压裂砂的排出物，测试和了解产出井各层出砂规律对该类井的作业改造意义重大。目前用于产出井出砂测试取样的仪器主要有单级取样式测砂仪，由于受结构等因素的限制，该取样式测砂仪一次下井仅能在出砂层下部取一个样品，用于定性分析砂质颗粒产出根源，存在着功能单一、不能分层取样、定量分析等缺点和不足。
发明内容
为了克服现有的取样测砂仪一次下井仅能在出砂层取一个样品、不能分层取样、定量分析的不足，本发明提供一种环空多级取样式测砂仪，该环空多级取样式测砂仪可以多级分层取样，并进行定量分析。
本发明的技术方案是：一种环空多级取样式测砂仪，包括微电机推杆机构、中心管，中心管外部设有集流伞，所述微电机推杆机构底部连接有推杆，所述中心管内部置有滑杆套，所述滑杆套上段内部连接固定套，滑杆套及固定套的内部设有控制杆，所述控制杆外表面设有凸沿，所述固定套顶部卡在凸沿上，控制杆的凸沿底部设有限位套，且限位套与滑杆套底面之间设有回位弹簧；所述滑杆套中段外部套有定位弹簧，定位弹簧底部设有若干个砂样隔离片，所述砂样隔离片内壁上设有锥面环槽,所述滑杆套下段侧壁上开有两排径向孔，且径向孔内置有钢球，滑杆套底部连接有导杆，所述控制杆下段外表面设有周向的环槽a、环槽 b；所述中心管底部侧壁上开有集砂口，且中心管底部连接有集砂筒。
所述锥面环槽底部与砂样隔离片底面相通，且锥面环槽侧壁为下端向外倾斜的锥面。
所述径向孔外表面直径小于钢球直径。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该取样测砂仪如同于一个机械式逻辑开关，通过微电机推杆机构的往复移动带动推杆推动控制杆使其在起、止位置往复移动，控制钢球的凸起与回缩，钢球的凸起与回缩控制砂样隔离片的下移释放与轴向定位。该测砂仪具有多级分层取样功能，取出的样品通过定量分析可准确给出产出井各产出层的出砂量数据，克服了单级取样式测砂仪仅能笼统取单个样品、定性分析的不足。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明在工作状态时的示意图；
图3是本发明收集完砂质颗粒后的示意图；
图4是控制杆的结构示意图；
图5是滑杆套的结构示意图；
图6是砂样隔离片的结构示意图；
图7是图1中I处的放大图。
图中1-微电机推杆机构，2-推杆，3-套管，4-中心管，5-控制杆，6-固定套，7-集流伞，8-限位套，9-回位弹簧，10-滑杆套，11-定位弹簧，12-砂样隔离片a，13-钢球a，14-砂样隔离片b，15-钢球 b，16-导杆，17-集砂筒，18-钢球c，19-钢球d，20-砂样隔离片c，21-砂质颗粒，A-推杆下端头，B-控制杆上端头，C-限位套端头，D-滑杆套内止口，E-集砂口，G-锥面环槽，F-径向孔，H1-环槽a，H2-环槽 b。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1至图7所示，一种环空多级取样式测砂仪，包括微电机推杆机构1、中心管4，中心管4外部设有集流伞7，所述微电机推杆机构1底部输出杆上连接有推杆2，所述微电机推杆机构1可以把直流微电机的旋转运动通过丝杆转换成推杆2的直线运动，通过供正、负直流电及上、下止点微动开关控制推杆2的往复移动，同时带动集流伞7的收放。
所述中心管4为管状，上段直径小于下段直径，其中上段直径较细的部分内部为推杆2，下段直径较粗的部分内部置有滑杆套10。所述滑杆套10分为上、中、下三段，其中上段直径较粗，其内部螺纹连接固定套6，固定套6与滑杆套10之间共同形成一个空腔。滑杆套10及固定套6的内部设有控制杆5，控制杆5顶部的控制杆上端头 B与推杆2底部的推杆下端头A相对。所述控制杆5外表面设有凸沿，所述凸沿置于固定套6与滑杆套10之间的空腔内，且固定套6顶部卡在凸沿上，控制杆5的凸沿底部设有限位套8，且限位套8与滑杆套10底面之间设有回位弹簧9。所述控制杆5下段外表面设有两个周向的环槽aH1、环槽 bH2。所述中心管4底部侧壁上开有集砂口E，且中心管4底部螺纹连接有集砂筒17，集砂筒17为筒状结构。
所述滑杆套10中段外部套有定位弹簧11，定位弹簧11底部设有若干个砂样隔离片（12，14，20），其中砂样隔离片c20位于上部，砂样隔离片c14位于底部，砂样隔离片a12为若干个，位于中部，所述的砂样隔离片结构相同，其内壁上设有锥面环槽G，锥面环槽G底部与隔离片底面相通，且环槽侧壁为下端向外倾斜的锥面。
所述滑杆套10下段侧壁上开有两排径向孔F，且径向孔F内置有钢球（13，15，18，19），径向孔F外表面直径小于钢球直径，使得钢球只能向孔内移动，而不能脱落。所述滑杆套10底部连接有导杆16，导杆16为阶梯轴，上段插入滑杆套10内，并通过滑杆套10内部的凸台定位；导杆16中段与滑杆套10外径一致，用于砂样隔离片的下移导向；导杆16底端外径与砂样隔离片外径一致，并且导杆16下端面与集砂筒17底部接触，以保证滑杆套10及其连接的组合部件轴向定位固定。
所述滑杆套10及其连接零件组合的总成部件相当于一个机械式逻辑开关，通过微电机推杆机构1的往复移动带动推杆2推动控制杆5使其在起、止位置往复移动，控制钢球的凸起与回缩，钢球的凸起与回缩控制砂样隔离片的下移释放与轴向定位。
该环空集流伞式多级取样测砂仪下井开始工作前, 微电机推杆机构1供负直流电驱动微电机带动推杆2向上滑动，使其处于上止点位置，此时控制杆5在限位套8、回位弹簧9作用下处于上止点位置，钢球b15、钢球c18回缩于环槽bH2内，钢球a13、钢球d19外部凸出于滑杆套10上径向孔F的外侧，砂样隔离片b14内的锥面环槽G套装于凸起钢球a13、钢球d19的外侧，砂样隔离片b14在定位弹簧11及钢球a13、钢球 d19作用下，轴向定位于钢球a13、钢球d19处，砂样隔离片 b14处于待释放状态。
当该取样测砂仪下井到目的层工作时，微电机推杆机构1供正直流电驱动微电机撑开集流伞7，用于收集套管3内的砂质颗粒21，套管3内的砂质颗粒21进入集流伞7，通过中心管4下部的集砂口E进入集砂筒17内。与此同时微电机带动推杆2向下滑动4～5mm之后，推杆下端头A与控制杆上端头B相接触，推杆2带动控制杆5、限位套8、回位弹簧9继续向下滑动至限位套端头C与滑杆套内腔止口D相接触。此时微电机推杆机构1在微动开关控制下停止供电，推杆2、控制杆5、限位套8、回位弹簧9停止向下滑动，推杆2处于下止点位置，钢球b15、钢球c18在推杆2推动下由环槽bH2内移出，横向凸起，同时控制杆5的下端环槽aH1与钢球a13、钢球d19对应，钢球a13、钢球d19回缩环槽aH1内，砂样隔离片b14在砂样隔离片a12、砂样隔离片c20的重力及定位弹簧11作用下，砂样隔离片b14下滑至钢球b15、钢球c18凸起位置，砂样隔离片b14处于下级待释放状态。
该多级取样测砂仪收集完砂质颗粒工作完成后，微电机推杆机构1供负直流电驱动微电机带动推杆2向上滑动，使其处于上止点位置，此时控制杆5在限位套8、回位弹簧9作用下处于上止点位置，钢球b15、钢球c18回缩于环槽bH2内，砂样隔离片b14在砂样隔离片a12、砂样隔离片c20的重力及定位弹簧11作用下，沿导杆16下滑至集砂筒17内腔，完成一次砂样隔离片b14的释放，即完成一次砂质颗粒取样.与此同时钢球a13、钢球d19凸起于控制杆5、滑杆套10上径向孔F的外侧，砂样隔离片a12内的锥面环槽G套装于凸起钢球a13、钢球d19的外侧，砂样隔离片a12在定位弹簧11、钢球a13、钢球d19作用下，轴向定位于钢球a13、钢球d19处，砂样隔离片a12处于下次待释放状态。
Claims (3)
1.一种环空多级取样式测砂仪，包括微电机推杆机构（1）、中心管（4），中心管（4）外部设有集流伞（7），其特征在于：所述微电机推杆机构（1）底部连接有推杆（2），所述中心管（4）内部置有滑杆套（10），所述滑杆套（10）上段内部连接固定套（6），滑杆套（10）及固定套（6）的内部设有控制杆（5），所述控制杆（5）外表面设有凸沿，所述固定套（6）顶部卡在凸沿上，控制杆（5）的凸沿底部设有限位套（8），且限位套（8）与滑杆套（10）底面之间设有回位弹簧（9）；所述滑杆套（10）中段外部套有定位弹簧（11），定位弹簧（11）底部设有若干个砂样隔离片，所述砂样隔离片内壁上设有锥面环槽（G），所述滑杆套（10）下段侧壁上开有两排径向孔（F），其中上排径向孔内置有钢球d（19）和钢球a（13），下排径向孔内置有钢球c（18）和钢球b（15），滑杆套（10）底部连接有导杆（16），所述控制杆（5）下段外表面设有周向的环槽a（H1）、环槽 b（H2）；所述控制杆（5）处于上止点位置时，钢球b（15）、钢球c（18）回缩于环槽 b（H2）内，钢球a（13）、钢球d（19）突出于最下端一个砂样隔离片的锥面环槽（G）内；所述控制杆（5）处于下止点位置时，钢球a（13）、钢球d（19）回缩于环槽a（H1）内，钢球b（15）、钢球c（18）突出于最下端一个砂样隔离片的锥面环槽（G）内；所述中心管（4）底部侧壁上开有集砂口（E），且中心管（4）底部连接有集砂筒（17）。
2.根据权利要求1所述的环空多级取样式测砂仪，其特征在于：所述锥面环槽（G）底部与砂样隔离片底面相通，且锥面环槽（G）侧壁为下端向外倾斜的锥面。
3.根据权利要求2所述的环空多级取样式测砂仪，其特征在于：所述径向孔（F）外表面直径小于钢球直径。
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